開(kāi)關(guān)穩壓電源在彩電中的應用

開(kāi)關(guān)電源使用率高，有串聯(lián)型穩壓電源無(wú)法媲美的優(yōu)越性

效率高：開(kāi)關(guān)型穩壓電源的調整管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，因此，功耗很小，效率可大大提高，其效率通?？蛇_80%～90% 左右。

重量輕：開(kāi)關(guān)型穩壓電源常采用電網(wǎng)輸入的交流電壓直接整流，省去了笨重的工頻變壓器。

穩壓范圍寬：輸入交流電壓在80～260V 之間變化時(shí)，都能達到良好的穩壓效果，輸出電壓的變化在2% 以下，與此同時(shí)仍保持高效率。

安全可靠：在開(kāi)關(guān)型穩壓電路中，具有各種保護電路。

濾波電容容量?。河捎陂_(kāi)關(guān)信號頻率高，濾波電容的容量大大減小。

功耗小，機內溫升低：由于晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，不需采用大散熱器，機內溫升低，因此整機的可靠性和穩定性也得到一定程度提高。

開(kāi)關(guān)電源工作狀態(tài)分析

開(kāi)關(guān)電源按照負載與儲能電感的連接方式來(lái)分，通常有串聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源與并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源大類(lèi)，串聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源因電網(wǎng)電壓與主板地線(xiàn)不隔離的缺陷容易發(fā)生觸電事故，故目前絕大多數用并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源，并聯(lián)開(kāi)關(guān)電源主板地線(xiàn)不與電網(wǎng)相線(xiàn)相連，習慣上稱(chēng)為“冷底盤(pán)電路”或稱(chēng)為“冷機心”。目前用得最多的是自激式振蕩開(kāi)關(guān)脈沖調寬式穩壓電源，有些引入了行同步功能。

圖1:工作原理示意圖

圖2:波形圖

從圖中可以看出只要控制了開(kāi)關(guān)管的導通時(shí)間(也就是脈沖寬度，故叫脈寬調整)就控制了電感L1 充電時(shí)間，從而控制了負載的供電量，開(kāi)關(guān)管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管在截止時(shí)電感L1會(huì )產(chǎn)生很高的自感電壓，相當于電源的整流以后電壓10陪，約有3000V左右，故要求開(kāi)關(guān)管耐壓要高，且要求L1 有合適的RC 放電回路。

前10 年的彩電以三洋公司研發(fā)的A3電源居多，以分立元件為主，但目前的彩電是一塊IC 加一個(gè)開(kāi)關(guān)管的形式，或直接就是一塊IC 厚膜的形式。

圖3是2007 年TCL 公司推出的2188F純平彩電的電源部分，用了一個(gè)IC ：

圖3: 2007年TCL公司的2188F純平彩電的電源部分

TDA16846 加一個(gè)開(kāi)關(guān)管：場(chǎng)效應管BUZ91A 的形式，整個(gè)電路結構顯得比較簡(jiǎn)單，這電路沒(méi)用光電耦合器做反饋。

彩電一般的開(kāi)關(guān)電源是由振蕩電路、穩壓電路和保護電路三大部分組成。

振蕩電路：開(kāi)關(guān)電源振蕩電路分為晶體管振蕩電路和集成塊振蕩電路，如STR-S系列IC，TEA2104、TDA4601、TDA4605、TDA2261、TDA16846 等等。

穩壓電路：開(kāi)關(guān)電源的穩壓原理均采用脈沖調寬式的穩壓方式，即通過(guò)自動(dòng)改變開(kāi)關(guān)功率管的關(guān)閉和導通時(shí)間的比例，或通過(guò)改變振蕩器輸出脈沖的占空比來(lái)達到穩壓的目的。穩壓部分的電路由取樣、比較、控制三個(gè)部分組成，很多機芯此部分電路是采用IC(如SE110 等IC)和光耦件組合而成，而有些機芯則采用分立元件組成(多為國產(chǎn)機)，而有些機芯采用的電源IC本身就集成了這部分電路(如部分串聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源IC)。

保護電路：彩電開(kāi)關(guān)電源都設有保護電路，其保護方式均是使電路停振。有過(guò)流保護、過(guò)壓保護和欠壓保護(短路保護)，還有過(guò)熱保護。過(guò)流保護電路其過(guò)流取樣點(diǎn)，大部分電視機中都是在主振功率管的發(fā)射極電位上。過(guò)壓保護電路的取樣點(diǎn)一般取自220V交流經(jīng)整流濾波后的電壓或主負載供電電壓，通過(guò)一個(gè)齊納二極管(穩壓管)來(lái)進(jìn)行取樣判別。短路保護電路的取樣點(diǎn)一般在穩壓電源輸出的低壓組電源上，通過(guò)一個(gè)二極管來(lái)進(jìn)行判別取樣，在IC 式開(kāi)關(guān)電源中，有部分機采用的電源IC內部有“閂鎖電路”，這個(gè)“閂鎖電路”實(shí)際上是一個(gè)保護執行電路，各取樣點(diǎn)送來(lái)的信號，通過(guò)它執行對電路的停振控制。

開(kāi)關(guān)電源的檢修

開(kāi)關(guān)電源損壞后，大多都可獨立進(jìn)行維修，將負載全部斷開(kāi)，在主負載供電電源上帶一只22 V、100W的燈泡做假負載，并采用低壓供電安全方式，即將供電電源經(jīng)一自耦式變壓器降至70V左右進(jìn)行維修，這種維修方法完全避免了因電路存在隱患而再度損壞元件的現象，一般正常的開(kāi)關(guān)電源(并聯(lián)式)，在70 V左右的供電電壓就能正常起振工作，慢慢調整自耦變壓器的輸出電壓，開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓都應固定在其預設的電壓值上不變，如果開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓隨輸入電壓的變化而變化，則表明其穩壓部分有問(wèn)題;如果沒(méi)有電壓輸出則表明震蕩電路部分有問(wèn)題。

第一種情況：我們以并聯(lián)型光耦控制穩壓式開(kāi)關(guān)電源為例，討論一下其維修方法。當開(kāi)關(guān)電源不能正常穩壓時(shí)，第一步是要確認引起故障的部位，簡(jiǎn)單快捷的方法是：將光耦件熱地端的兩控制腳短路，如果電路進(jìn)入停振狀態(tài)，則表明故障在取樣比較電路，取樣比較電路有問(wèn)題多半是比較IC和光耦損壞所致(比較IC損壞多數會(huì )引起光耦件同時(shí)損壞)，如果是控制電路問(wèn)題，如控制晶體管損壞，在晶體管的代換上一定要注意晶體管的參數。

第二種情況：電路不起振。當確信供電電壓正常時(shí)，首先檢查啟動(dòng)電阻(即跨接在311V電源與主振功率管基極之間的電阻)是否開(kāi)路或變值，另外要考慮到不起振是否是由于保護電路動(dòng)作所引起，如STR6309的第6腳電壓(正常為0 V)，STR50213的第5腳(正常時(shí)100V左右)，TEA2261的第3腳(正常為0V)，TDA4601的第5腳等等，如果是保護電路引起停振可通過(guò)此點(diǎn)來(lái)進(jìn)行判別，另外當控制電路有問(wèn)題(如控制管擊穿)也會(huì )引起電路停振。

其實(shí)開(kāi)關(guān)電源電路是比較簡(jiǎn)單的電路，只要分清主振電路、保護電路和比較穩壓電路三者的連接關(guān)系，維修起來(lái)就容易了。

另外，開(kāi)關(guān)電源的主振功率管因其集電極是感性負載，所以在主振管工作時(shí)，其集電極將要承受8～10倍于電源的脈沖電壓，為此在電路上加入了吸收電路(并于振蕩變壓器初級繞組的電容和電阻串聯(lián)支路)和在主振管集電極與地之間并接的電容，這些元件的作用與行輸出級的逆程電容有相似的作用，當這些元件有問(wèn)題時(shí)，極易損壞主振功率管，此點(diǎn)需引起注意，本人曾維修過(guò)一臺日立2518的彩電，檢查發(fā)現其開(kāi)關(guān)電源吸收電路的電容在溫度升高時(shí)，電容值會(huì )變小，從而引起經(jīng)常損壞電源主振功率管的故障，開(kāi)關(guān)管擊穿后通常會(huì )把前面的限流水泥電阻燒斷。